Die Regulation der Nahrungsaufnahme durch ausgewählte gastrointestinale Peptidhormone

Abstract

Die bidirektionale Interaktion zwischen Gehirn und Darm (brain gut Achse) wurde in den letzten Jahren intensiv untersucht. Peptidhormone aus dem gastrointestinalen (GI) Trakt spielen hierbei eine wichtige Rolle in der kurzfristigen Regelung von Nahrungsaufnahme. Beweise für die Existenz von gastrointestinalen Sättigungsfaktoren konnten erstmals in den 1970 Jahren gefunden werden. So wurde gezeigt, dass peripher injiziertes Cholecystokinin (CCK) unmittelbar vor einer Mahlzeit die Nahrungsmenge dosisabhängig vermindert. Die meisten im gastrointestinalen Trakt gebildeten Peptide wirken als Sättigungsfaktoren im Säugerorganismus (Bombesin, Amylin, CCK, PYY u.a.). Ghrelin ist das erste Peptid, das im Magen gebildet wird und die Nahrungseinnahme in Ratten, Mäusen und Menschen stimuliert. Die starke orexigene Wirkung nach peripherer Injektion von Ghrelin, sowie der Anstieg von Ghrelin im Plasma nach Nahrungsentzug, oder der Gewichtsverlust nach zentralnervöser Administration von Rezeptor-Antagonisten in Ratten, sprechen dafür, dass endogen gebildetes Ghrelin eine physiologische Bedeutung für die Nahrungsaufnahme besitzt. Über die Interaktion von peripheren Ghrelin und Sättigungsfaktoren aus dem gastrointestinalen Trakt ist nur wenig bekannt. Unser Forschungsprojekt dient zur Klärung der molekularen Mechanismen, die mit der Regelung der Nahrungseinnahme verbunden sind. In diesem Projekt sollen die hypothalamischen Netzwerke, die durch gastrointestinale Peptide moduliert werden, charakterisiert werden. Im Detail studieren wir die Bedeutung von Ghrelin, CCK, Bombesin, Amylin und anderen Peptiden, die an der Regelung der Energiehomöostase in Ratten involviert sind.

The bi-directional interaction between brain and gut (brain-gut axis) has been studied extensively over the last years. Peptide hormones from the gastrointestinal (GI) tract play an important role in the short-term regulation of food intake and satiety by influencing the initiation and termination of meals. Evidence for the existence of GI ‘satiety factors’ came in the 1970’s, when it was found that peripheral cholecystokinin (CCK) administered before the time of food availability causes a dose-dependent decrease in meal size. Most of the gastrointestinal peptides (GRP, amylin, PYY) released postprandial reduced food intake in mammalians. Ghrelin is the first gut-brain peptide being identified to stimulate food intake in rats, mice, and humans. The potent orexigenic effect of peripheral administration of ghrelin, the rise in plasma ghrelin levels induced by food deprivation, weight loss or before a meal and the reduction of feeding in response to central administration of growth hormone secretagogue receptor (GHS-R) antagonist in rodents implicate endogenous ghrelin to be involved in the initiation of food intake. However, there are very limited findings concerning the interaction of ghrelin with satiety factors in mammalians. Thus, this research project deals with the clarification of these molecular mechanisms being involved in the regulation of food intake. Our research will focus on the study of the hypothalamic circuits which are involved in the regulation of food intake influenced by gastrointestinal peptides. In detail, we will study the meaning of ghrelin, CCK, bombesin, amylin and various other peptides in the regulation of energy homeostasis in rats.